(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作状態検出値がその動作の初期値から一定の範囲隔てた値である異常判定値まで変動したとき動作異常であると判定する動作異常判定プログラムが設定されているロータリエンコーダに対してその動作異常の判定精度を向上させるため、ロータリエンコーダに、上記動作異常判定プログラムを実行するＣＰＵと、上記動作異常判定プログラムを書き換え可能に記憶するフラッシュメモリと、を備えさせ、上記動作異常判定プログラム内にあらかじめ書き込まれている動作初期値を第１動作初期値とし、該第１動作初期値が外部測定した動作初期値である第２動作初期値と相違するときには、動作異常判定プログラムに書き込む動作初期値を第２動作初期値に書き換えると共に、上記第２初期値から一定の範囲隔てた値に上記異常判定値を書き換える、ことを特徴とするロータリエンコーダの動作異常判定精度向上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作状態検出値がその動作の初期値から一定の範囲隔てた値である異常判定値まで変動すると動作異常であると判定する動作異常判定プログラムが設定されているロータリエンコーダに対しその動作異常の判定精度を向上させる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばエレベータ装置を電子制御する電子制御システムは、乗りかごを昇降駆動する駆動用モータのモータ軸にロータリエンコーダを取り付けると共にそのロータリエンコーダからのＡ、Ｂ相両信号を電子制御装置に入力する。電子制御装置はロータリエンコーダからのＡ、Ｂ相両信号により駆動用モータを駆動制御して乗りかごを昇降制御するようになっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この電子制御システムでは、主に、電子制御装置に内蔵する制御用ＣＰＵの制御動作により電子制御システムの安全性を図る。制御用ＣＰＵは、制御プログラムや各種制御定数や各種入力センサの動作状態に応答して各種の負荷を制御するようになっている。
【０００４】
上記電子制御システムに用いる従来のロータリエンコーダは、投光素子と２つの受光素子との間に、円周方向等間隔に投光素子からの光を透過することができる複数の回転スリットを有する回転スリット板と、この回転スリット板の一方側に上記回転スリットと同様に投光素子からの光を透過することができる固定スリットを有する固定スリット板とを対向配置している（特許文献２）。
【０００５】
この固定スリット板の固定スリットは、投光素子からの光を電気角で順次９０度ずつずれさせて回転スリット板の回転スリットを通過させて光信号を形成するようになっている。受光素子では上記光信号を受光し、受光素子の受光出力からパルス信号であるＡ，Ｂ相両信号を生成し、これらＡ，Ｂ相両信号から被検出軸の回転状態すなわちその回転方向や回転速度を検出することができるようになっている。
【０００６】
以上の構成において、ロータリエンコーダからのＡ，Ｂ相両信号に基づいて駆動用モータを回転制御してエレベータ装置を制御しているときにロータリエンコーダが突発異常を起こした場合には、電子制御装置側では制御運転中のエレベータ装置を適切安全に制御することができなくなる。
【０００７】
このような事情から、エレベータ装置を制御運転中の現時点では異常ではなく継続運転が可能であるが、異常発生が予測される前には適切な処置を講じることができるシステムが望まれる。
【０００８】
そこで、上記処置の一例として、上記ロータリエンコーダにおいて、投光素子や、ロータリエンコーダ各部の動作状態の検出値が該各部の動作の初期値から一定の範囲隔てた値である異常判定値まで変動すると動作異常であると判定する動作異常判定プログラムを設定することが考えられる。この場合、上記検出値が動作初期値から異常判定値までの値である場合は、ロータリエンコーダは正常であり、上記検出値が異常判定値に達すると、ロータリエンコーダは異常であると判定する。一方、この異常の判定には正常と異常の２つに動作状態を分類する場合だけでなく、正常とは言えないが、ロータリエンコーダの検出出力で電子制御装置が制御対象を制御できるものの、異常予知すべき値も異常判定値に含める。
【０００９】
例えば、上記動作初期値と異常判定値を、製造するロータリエンコーダの動作異常判定プログラムに組み込んだ場合、各ロータリエンコーダの個体差により、動作初期値にばらつきがある一方で、上記個体差とは関係なく異常判定値は固定化されている。そのため、例えば受光素子の出力電圧初期値が例えば４００ｍＶで、異常判定値が３００ｍＶ（受光出力２５％低下）としてあるときに、動作初期値のばらつきで動作初期値が４４０ｍＶのロータリエンコーダがあった場合、そのロータリエンコーダでは異常判定値である３００ｍＶまで受光出力が低下（３３％低下）しないことには、動作異常と判定されないことになる。このような動作異常判定では、ロータリエンコーダごとに動作異常の判定が相違し、ロータリエンコーダを用いる電子制御システムでは、大きな課題となる。
【特許文献１】特開平０９−０７７４１２号公報
【特許文献２】特開平０７−１３４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明により解決すべき課題は、動作初期値にロータリエンコーダの個体差でばらつきがあっても、当該ロータリエンコーダの動作異常の判定精度を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるロータリエンコーダの動作異常判定精度の向上方法は、動作状態検出値がその動作の初期値から一定の範囲隔てた値である異常判定値まで変動したとき動作異常であると判定する動作異常判定プログラムが設定されているロータリエンコーダに対してその動作異常の判定精度を向上させるため、ロータリエンコーダに、上記動作異常判定プログラムを実行するＣＰＵと、上記動作異常判定プログラムを書き換え可能に記憶するフラッシュメモリと、を備えさせ、上記動作異常判定プログラム内にあらかじめ書き込まれている動作初期値を第１動作初期値とし、該第１動作初期値が外部測定した動作初期値である第２動作初期値と相違するときには、動作異常判定プログラムに書き込む動作初期値を第２動作初期値に書き換えると共に、上記第２初期値から一定の範囲隔てた値に上記異常判定値を書き換えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明では、ロータリエンコーダの個体差で第１動作初期値にばらつきがあっても、そのばらついた第１動作初期値それぞれに対応して異常判定値が設定されるので、ロータリエンコーダの動作異常の判定精度を向上することができるようになる。
【００１３】
例えば、受光素子の出力電圧初期値が例えば４００ｍＶで、異常判定値が３００ｍＶとしてあるときでは、受光出力の低下は２５％（１００ｍＶ）である。そして動作初期値のばらつきで動作初期値が４４０ｍＶのロータリエンコーダがあった場合、そのロータリエンコーダでは異常判定値を３３０ｍＶ（受光出力２５％低下）に設定することで動作異常判定精度が向上することになる。また、動作初期値が３６０ｍＶのロータリエンコーダでは、異常設定値を２７０ｍＶ（受光出力２５％低下）に設定することで動作異常判定精度が向上することになる。
【００１４】
なお、本発明では、受光出力のレベル低下だけではなく、受光出力のデューティについても同様に動作初期値と異常判定値とを設定することができる。例えば動作初期値のデューティを５０％、一定の範囲±３％隔てた値である４７％と５３％を異常判定値としてある場合、ロータリエンコーダにより動作初期値がばらついて例えば５１％であると、従来では、異常判定値は固定された４７％、５３％であり、動作異常判定精度は低い。これに対して本発明では、動作初期値５１％に対して上記一定の範囲の値±３％隔てた値である４８％と５４％が異常判定値となる。このことにより、従来よりも異常判定精度が大きく向上することになる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、動作初期値にロータリエンコーダの個体差でばらつきがあっても、当該ロータリエンコーダの動作異常の判定精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るエレベータ装置を制御する電子制御システムを詳細に説明する。図１を参照して、エレベータ装置１は、巻上機３を駆動用モータ５により駆動してロープ７を介して乗りかご９を昇降させる一方、被検出軸である駆動用モータ５のモータ軸１０に取り付けたロータリエンコーダ１１からの検出信号であるＡ、Ｂ相両信号を電子制御装置１３に入力する。電子制御装置１３では、図１では図示略の制御用ＣＰＵを備え、ロータリエンコーダ１１からの検出信号により駆動用モータ５を駆動制御するようになっている。電子制御装置１３によるエレベータ装置１の制御内容はその他種々あるが、その説明は略する。
【００１７】
図２を参照してロータリエンコーダ１１は図示略の機構に固定されたエンコーダハウジング１２を備え、軸方向一対の軸受１４によりモータ軸１０に支持されている。
【００１８】
図３を参照して、ロータリエンコーダ１１は、１つの投光素子１５と、２つの受光素子１７，１９と、の間の光路上に、円周方向等間隔に投光素子１５からの光を透過することができる複数の回転スリットを有する回転スリット板２１と、この回転スリット板２１の一方側に上記回転スリットと同様に投光素子１５からの光を透過することができる固定スリットを有する固定スリット板２３とを対向配置している。
【００１９】
この固定スリット板２３の固定スリットは、投光素子１５からの光を電気角で順次９０度ずつずれさせて回転スリット板２１の回転スリットを通過させてＡ相とＢ相の光信号を形成すると共に、受光素子１７，１９では電気角で９０度ずつずれた上記Ａ相とＢ相の光信号を受光しこれらＡ相とＢ相の光信号を図４で示すような複数のパルス列からなるＡ相信号とＢ相信号とに変換するようになっている。
【００２０】
そしてロータリエンコーダ１１には、上記光信号の単位時間当たりの数から回転速度、また、Ａ，Ｂ相両信号のバイナリーコードでＡ相信号「０」、Ｂ相信号「０」の組み合わせでは「０」、Ａ相信号「１」、Ｂ相信号「０」の組み合わせでは「２」、Ａ相信号「１」、Ｂ相信号「１」の組み合わせでは「３」、Ａ相信号「０」、Ｂ相信号「１」の組み合わせでは「１」としそのバイナリーコードの変化順序から回転方向を判定することができる。
【００２１】
図５で示すように、ロータリエンコーダ１１においては、投光素子１５の投光光を固定スリット板２３、回転スリット板２１を経て光信号を得ると共に受光素子１７，１９で受光させ、受光素子１７，１９それぞれの受光出力を比較回路等からなる信号処理回路２０によりＡ、Ｂ相両信号を生成し、これらＡ、Ｂ相両信号を電子制御装置１３に出力する一方で、受光出力、Ａ相信号、Ｂ相信号等をフラッシュマイコン２５に入力する。このフラッシュマイコン２５は、投光素子１５と直列に接続したトランジスタ２７のベースにＰＷＭ（パルス幅変調）制御パルスを印加することにより、投光素子１５をＯＮ、ＯＦＦ制御している。そして、投光素子１５をＯＮさせるパルス幅を制御することにより、投光素子１５の投光強度（単位時間当たりの投光光量）を制御している。この場合、後述する動作初期値として、フラッシュマイコン２５は、受光出力のアナログ値を動作初期値（ｍＶ）としてもよいし、また、Ａ、Ｂ相両信号のデューティを動作初期値（％）としてもよい。
【００２２】
図６を参照して、実施の形態の電子制御システムのブロック構成を説明する。この電子制御システムは、ロータリエンコーダ１１と、電子制御装置１３と、駆動用モータ５と、を備える。電子制御装置１３は図６以外にも種々の信号を入出力するが、図６では図示を略する。また、ロータリエンコーダ１１はフラッシュマイコン２５のみを拡大図示している。フラッシュマイコン２５は、受光出力入力部３１と、投光素子駆動部３３と、フェイルセーフ信号出力部３５と、ＣＰＵ３７と、フラッシュメモリ３９と、ＲＯＭ４１と、通信インターフェース４３と、を備える。これらは内部バス４５で相互接続されている。また、通信インターフェース４３はフラッシュライタ４７に接続されていて、フラッシュメモリ３９の記憶内容を書き換えるために必要な情報を送受信する。
【００２３】
フラッシュマイコン２５において、受光出力入力部３１は入力した受光出力をＡ／Ｄ変換し、投光素子駆動部３３はトランジスタ２７に駆動信号を出力する。フェイルセーフ信号出力部３５はロータリエンコーダ１１が動作異常であるときにフェイルセーフ信号を電子制御装置１３に出力する。電子制御装置１３はこのフェイルセーフ信号に応答して駆動用モータ５の回転を安全側に制御して電子制御システムの安全性を確保する。
【００２４】
ＲＯＭ４１には、ＣＰＵ３７がロータリエンコーダ１１全体の動作を実行するためのプログラムが格納されている。
【００２５】
フラッシュメモリ３９は、ＣＰＵ３７が動作異常判定を行うための動作異常判定プログラムが格納されている。
【００２６】
この動作異常判定プログラムは、動作状態検出値がその動作の初期値から一定の範囲隔てた値である異常判定値まで変動したとき動作異常であると判定するプログラムである。このプログラムには動作異常判定のための動作初期値である第１動作初期値と、この第１動作初期値から一定の範囲隔てた値である異常判定値とが書き込まれている。この異常判定値はロータリエンコーダ１１が組み込まれる電子制御装置１３やその他により適宜に設定することができる。
【００２７】
ＣＰＵ３７は、動作異常判定に際しては、例えば、受光出力入力部３１からの受光出力を動作状態検出値として入力し、この動作状態検出値がフラッシュメモリ３９に格納の動作異常判定プログラムに書き込まれている動作初期値とこの動作初期値から一定の範囲隔てた異常判定値との間であるときは、動作正常と判定し、動作状態検出値が異常判定値に達すると、動作異常と判定する。
【００２８】
このようなＣＰＵ３７の動作異常の判定動作において、例えば、図７（ａ）で示すように第１動作初期値として受光出力が４００ｍＶであり、異常判定値が３００ｍＶ（受光出力２５％低下）であるときは、第１動作初期値４００ｍＶから異常判定値３００ｍＶまでの値の範囲は、一定の範囲である１００ｍＶである。そして動作初期値を外部測定した結果、第１動作初期値が４００ｍＶではなく第２動作初期値４４０ｍＶであれば、動作異常判定プログラムの動作初期値を４００ｍＶから４４０ｍＶに書き換えると共に、動作異常判定プログラムの異常判定値も受光出力２５％低下値３３０ｍＶに書き換える。
【００２９】
そして、ＣＰＵ３７では、受光出力の異常については、異常判定値が３３０ｍＶに書き換えられた動作異常判定プログラムから受光出力が検出値が３３０ｍＶに低下したときに動作異常と判定する。
【００３０】
上記動作初期値、異常判定値の書き換えにおいて、ユーザは動作初期値を外部測定器により測定し、その動作初期値が動作異常判定プログラムに書き込まれている４００ｍＶではなく４４０ｍＶであるときは、その測定した動作初期値４４０ｍＶのデータをフラッシュライタ４７により、通信インターフェース４３を経由してＣＰＵ３７に入力する。ＣＰＵ３７では、フラッシュメモリ３９に動作異常判定プログラムに書き込まれている動作初期値を４００ｍＶから４４０ｍＶに書き換えると共に、異常判定値を３００ｍＶから３３０ｍＶに書き換える。このことにより、従来よりも異常判定精度が大きく向上することになる。
【００３１】
一方、受光出力のレベル低下だけではなく、Ａ、Ｂ相両信号のデューティについても同様に動作初期値と異常判定値とを設定することができる。例えば図７（ｂ）で示すように、第１動作初期値のデューティを５０％、一定のデューティ範囲３％隔てたデューティ値である４７％と５３％とを異常判定値としてある場合、ロータリエンコーダ１１により第１動作初期値がばらついて例えば第２動作初期値５１％であると、従来では、異常判定値は不変で４７％、５３％であり、動作異常判定精度は低い。これに対して本発明では、第２動作初期値５１％に対して上記一定のデューティ範囲±３％隔てた値である４８％と５４％が異常判定値となる。このことにより、従来よりも異常判定精度が大きく向上することになる。
【００３２】
以上説明した実施の形態では、ロータリエンコーダは、乗りかごが昇降中に異常判定が入力されると、電子制御装置に対して異常信号を入力する。これにより、電子制御装置では、エレベータ装置の乗りかごを途中直近の階まで昇降させて停止制御した後でエレベータ扉を開放制御すると共にアラームを鳴動制御したりエレベータ装置管理センターに通報する等の制御を行うことにより、作業員等はメンテナンスやその他の処置を適確迅速に講じることが可能となる。
【００３３】
なお、実施の形態の電子制御システムは、広く一般に、ロータリエンコーダと、電子制御装置と、駆動用モータとを備えた電子制御システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係る電子制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図２はロータリエンコーダがモータ軸に軸受で支持されている状態を示す図である。
【図３】図３はインクリメンタル型ロータリエンコーダの機構的な概略構成を示す図である。
【図４】図４はインクリメンタル型ロータリエンコーダによるＡ相とＢ相の関係を示す図である。
【図５】図５はロータリエンコーダの電気的な概略構成を示す図である。
【図６】図６は実施の形態の電子制御システムの概略ブロック構成を示す図である。
【図７】図７（ａ）は動作異常判定において動作初期値、異常判定値を電圧（mV）で示す場合の図、図７（ｂ）は同じく動作初期値、異常判定値をデューティで（％）で示す場合の図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  エレベータ装置
５  駆動用モータ
１０  モータ軸（被検出軸）
１１  ロータリエンコーダ
１３  電子制御装置
１５  投光素子
１７，１９  受光素子
２１  回転スリット板
２３  固定スリット板
２５  フラッシュマイコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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